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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Ultraschallwandler zum Übertragen
und Empfangen von Ultraschallwellen und auch ein Messinstrument,
auf das der Ultraschallempfänger/-sender
angewendet wird.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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In
der Vergangenheit wurde ein Ultraschallwandler allgemein bekannt,
wie in der Japanischen Gebrauchsmusteranmeldung 7-1793 beschrieben
ist. Wie in 9 der vorliegenden Anmeldung
gezeigt, ist in diesem Ultraschallwandler eine elektrische Verbindung
durch Löten
eines Leitungsdrahtes 41 an eine Elektrodenoberfläche 43 eines
piezoelektrischen Körpers 42 erreicht.
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Aus
der US-A-4 651 310 und der EP-A-0 823 782 ist ein Ultraschallwandler
mit zwei gegenüberliegenden
Elektrodenoberflächen
bekannt, in dem die Elektrodenoberflächen ebenfalls auf herkömmliche
Weise, z. B. durch Löten
eines Drahtes, verbunden sind.
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Allerdings
zeigten sich in dem Verfahren zum elektrischen Verbinden des herkömmlichen
Ultraschallwandler-Typs die folgenden durch Löten verursachte Probleme:
- (1) Piezoelektrische Eigenschaften verschlechtern
sich auf Grund von thermischer Belastung.
- (2) Frequenzkennlinien ändern
sich in Abhängigkeit
von dem Punkt des Lötens
oder der Menge des verwendeten Lots.
- (3) Umweltbelastung auf Grund des Lötens.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die oben erwähnten Probleme
zu lösen.
Um die obigen Probleme zu lösen,
ist ein Ultraschallwandler mit den Merkmalen von Anspruch 1 vorgesehen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird daher der elastische Körper für eine elektrische Verbindung verwendet,
indem der elektrisch leitende, elastische Körper in Zwischenanordnung und
unter Druck gesetzt ist. Der elastische Körper ist weicher und besitzt
eine niedrigere Schallimpedanz als ein Lot und eine mechanische Belastung
ist verringert. Dies macht es möglich,
Schwankungen der Kennlinie des elastischen Körpers zu reduzieren und die
Kennlinie des Ultraschallwandlers abzugleichen. Insbesondere bei
einem Messinstrument wie z. B. einem Ultraschallströmungsmesser,
der ein Paar Ultraschallwandler verwendet, können die Kennlinien des Ultraschallwandler
einfach abgeglichen werden und dies trägt zur Verbesserung der Messgenauigkeit bei.
Des Weiteren kann die Umweltbelastung reduziert werden, da kein
Löten verwendet
wird.
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Der
Ultraschallwandler gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst einen piezoelektrischen Körper mit Elektrodenoberflächen an
zwei gegenüberliegenden
Flächen
und eine externe Elektrodeneinheit zum Übertragen eines piezoelektrischen
Signals an den piezoelektrischen Körper, wobei eine der Elektrodenoberflächen des
piezoelektrischen Körpers
und die externe Elektrodeneinheit über einen elektrisch leitenden,
elastischen Körper
ver bunden sind, Frequenzkennlinien miteinander abgeglichen sind,
da keine thermische Belastung auf Grund von Löten vorhanden ist, und die
Umweltbelastung kann reduziert werden.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht die Erfindung den
Ultraschallwandler wie oben beschrieben vor, wobei zwei externe
Elektrodeneinheiten vorgesehen sind, wobei eine der Elektrodenoberflächen eines
piezoelektrischen Körpers
mit der anderen der externen Elektrodeneinheiten über einen elektrisch
leitenden, elastischen Körper
elektrisch verbunden ist, und die andere der externen Elektrodenoberflächen des
piezoelektrischen Körpers
mit der anderen der externe Elektrodeneinheiten durch Kleben elektrisch
verbunden ist, wobei Frequenzkennlinien miteinander abgeglichen
sind, da keine thermische Belastung auf Grund von Löten vorhanden
ist und die Umweltbelastung reduziert ist.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht die Erfindung den
Ultraschallwandler wie oben beschrieben vor, wobei zwei externe
Elektrodeneinheiten vorgesehen sind, wobei jede der Elektrodenoberflächen des
piezoelektrischen Körpers
mit jeder der externen Elektrodeneinheiten über einen elektrisch leitenden,
elastischen Körper
elektrisch verbunden ist, wodurch die Umweltbelastung auf Grund
von Löten
reduziert ist, Schwankungen der Frequenzkennlinien und der Übertragungs-/Empfangsempfindlichkeit
auf Grund von Schwankungen der Dicke eines Klebstoffes reduziert
sind und eine Messung mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden
kann.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht die Erfindung den
Ultraschallwandler wie oben beschrieben vor, wobei die Elektrodenoberfläche des
piezoelektrischen Körpers
und die externe Elektrodeneinheit durch Zwischenanordnen und unter
Druck setzen des elektrisch leitenden, elastischen Körper verbunden
sind, wobei Schwankungen von Frequenzlinien reduziert werden können sind,
da keine thermische Belastung auf Grund von Löten vorhanden ist, und ein
Ultraschallwandler einfach zusammengebaut werden kann.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht die Erfindung den
Ultraschallwandler wie oben beschrieben vor, wobei ein Anschlussblock
vorgesehen ist, der zwei elektrisch getrennte Anschlüsse aufweist,
wobei die zwei Anschlüsse
mit jeder der externen Elektrodeneinheiten verbunden sind, und ein
Ultraschallwandler erhalten werden kann, der unter Verwendung eines
Leitungsdrahtes einfach mit einer externen Vorrichtung verbindbar
ist.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht die Erfindung den
Ultraschallwandler wie oben beschrieben vor, wobei ein Lösen auf
Grund der Bewegung des elektrisch leitenden, elastischen Körpers verhindert
werden kann und ein Ultraschallwandler mit hoher Verlässlichkeit
erhalten werden kann.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht die Erfindung den
Ultraschallwandler wie oben beschrieben vor, wobei, wenn der elektrisch
leitende, elastische Körper
nach unten in die Ausnehmung bewegt wird, eine schlechte Verbindung
auf Grund der Bewegung des elektrisch leitenden, elastischen Körpers in
einer lateralen Richtung verhindert werden kann und ein Ultraschallwandler
mit hoher Verlässlichkeit
erhalten werden kann. Ferner kann ein Ultraschallwandler erhalten
werden, der einfach zusammenzubauen ist, da die Bewegung des elektrisch
leitenden, elastischen Körpers
verhindert werden kann.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht die Erfindung den
Ultraschallwandler wie oben beschrieben vor, wobei die Ausnehmung
durch einen Vorsprung gebildet ist, der an dem Anschlussblock vorgesehen
ist, wobei der elektrisch leitende, elastische Körper und eine der externen
Elektrodeneinheiten auf einer Innenseite des Vorsprungs angeordnet
sind, und, wenn der Vorsprung derart angeordnet ist, dass er verhindert,
dass der elektrisch leitende, elastische Körper sich bewegt, ein schlechter
Kontakt auf Grund der Bewegung des elektrisch leitenden, elastischen
Körpers
in einer lateralen Richtung verhindert werden kann und ein Ultraschallwandler
mit hoher Verlässlichkeit
erhalten werden kann. Ferner kann ein Ultraschallwandler erhalten
werden, der einfach zusammenzubauen ist, da die Bewegung des elektrisch
leitenden, elastischen Körpers
durch den Vorsprung verhindert werden kann.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht die Erfindung den
Ultraschallwandler wie oben beschrieben vor, wobei der elektrisch
leitende, elastische Körper
eine elektrisch leitende Einheit und eine isolierende Einheit umfasst
und ein elektrischer Kurzschluss der zwei externen Elektroden durch
die isolierende Einheit verhindert werden kann und ein Ultraschallwandler
mit hoher Verlässlichkeit
erhalten werden kann.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht die Erfindung den
Ultraschallwandler wie oben beschrieben vor, wobei die leitende
Einheit und die isolierende Einheit abwechselnd in Schichten angeordnet
sind und die äußersten
Schichten auf beiden Seiten isolierende Schichten sind, ein elektrischer
Kurzschluss der zwei externen Elektroden durch die isolierende Einheit
verhindert werden kann, Probleme, die durch einen elektrischen Kurzschluss
verursacht werden können,
verhindert werden können,
und ein Ultraschallwandler, der einfach zusammenzubauen ist und
eine hohe Verlässlichkeit
besitzt, erhalten werden kann.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht die Erfindung den
Ultraschallwandler wie oben beschrieben vor, wobei zumindest eine
der externen Elektrodeneinheiten gebogen ist und dies die Freiheitsgrade
an dem Punkt erhöht,
wo die externe Elektrode fixiert ist, und ein Ultraschallwandler,
der einfach zusammenzubauen ist, erhalten werden kann.
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Der
Ultraschallströmungsmesser
eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung umfasst die Merkmale
von Anspruch 4. Infolgedessen können
die Kennlinien eines Paares von Ultraschallwandler einfach abgeglichen
werden und ein Ultraschallströmungsmesser
mit hoher Messgenauigkeit kann erhalten werden.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Diese
und weitere Ziele und Merkmale werden aus der nachfolgenden detaillierten
Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verständlich,
in denen:
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1 ein
Blockdiagramm eines Ultraschallströmungsmessers einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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2A eine
Außenansicht
eines Ultraschallwandlers der oben stehenden Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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2B eine
Querschnittsansicht eines Ultraschallwandlers ist, der kein Teil
der Erfindung ist;
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3 eine
Querschnittsansicht eines weiteren Ultraschallwandlers ist, der
kein Teil der Erfindung ist;
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4 eine
Querschnittsansicht eines Ultraschallwandlers einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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5 eine
Querschnittsansicht eines Ultraschallwandlers einer noch weiteren
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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6 eine
Querschnittsansicht eines weiteren Ultraschallwandlers ist, der
kein Teil der Erfindung ist;
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7 eine
Querschnittsansicht eines elektrisch leitenden, elastischen Körpers einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist;
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8 eine
Querschnittsansicht einer Variante eines Ultraschallwandlers einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist; und
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9 eine
Querschnittsansicht eines herkömmlichen
Ultraschallwandler-Typs ist.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Unten
stehend folgt eine Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. In den Fig. ist
eine gleich bezeichnete Komponente die gleichen wie oben und eine
detaillierte Beschreibung erfolgt hier nicht.
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1 ist
ein Blockdiagramm eines Ultraschallströmungsmessers einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Der Ultraschallströmungs messer von 1 umfasst
eine Strömungsgeschwindigkeitsmesseinheit 1,
wo ein zu messendes Fluid strömt,
Ultraschallwandler 2 und 3, die jeweils an der
Strömungsgeschwindigkeitsmesseinheit 1 gegenüberliegenden
Positionen angeordnet sind, und verwendet werden, um eine Ultraschallwelle
zu übertragen
und zu empfangen, eine Ansteuereinheit 4 zum Ansteuern
der Ultraschallwandler 2 und 3, einen Schaltkreis 5 zum
Umschalten der Ultraschallwandler 2 und 3, eine
Empfangsdetektionsschaltung 6, eine Zeitnehmung 7 zum
Messen der Ausbreitungszeit von Ultraschallimpulsen, eine arithmetische
Einheit 8 zum Berechnen einer Strömungsgeschwindigkeit aus dem
Ausgang der Zeitnehmung 7 und eine Steuereinheit 9 zur
Ausgabe von Steuersignalen an die Ansteuerungsschaltung 6 und
die Zeitnehmung 7.
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Als
Erstes werden der Betrieb und die Funktionen beschrieben. Hier wird
angenommen, dass das zu messende Fluid, z. B. LP-Gas, ist und dass
die Ansteuerfrequenz des Ultraschallwandlers 2 und 3 etwa
500 kHz beträgt.
An der Steuereinheit 9 wird ein Übertragungsstartsignal an die
Ansteuereinheit 4 ausgegeben und gleichzeitig wird die
Messung der Zeit durch die Zeitnehmung 7 gestartet. Wenn
die Ansteuereinheit 4 das Übertragungsstartsignal empfängt, steuert
sie den Ultraschallwandler 3 an und ein Ultraschallimpuls
wird übertragen.
Der so übertragene
Ultraschallimpuls breitet sich in der Strömungsgeschwindigkeitsmesseinheit
aus und wird von dem Ultraschallempfänger 2 empfangen.
Wenn der Ultraschallimpuls empfangen wird, wird der Impuls durch
den Ultraschallwandler 2 in ein elektrisches Signal umgewandelt
und dieses wird an die Empfangsdetektionsschaltung 6 ausgegeben.
Die Empfangsdetektionsschaltung 6 bestimmt die Zeitsteuerung zum
Empfangen des Taktsignals. Die Zeitnehmung 7 wird gestoppt
und die Ausbreitungszeit t1 wird in der arithmetischen Einheit 8 berechnet.
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Dann
werden die Ultraschallwandler 2 und 3, die mit
der Ansteuereinheit 4 und der Empfangsdetektionsschaltung 6 verbunden
sind, umgeschaltet. An der Steuereinheit 9 wird ein Übertragungsstartsignal
an die Ansteuereinheit 4 ausgegeben und die Zeitmessung
durch die Zeitnehmung 7 wird gestartet. Im Gegensatz zur
Messung der Ausbreitungszeit t1 wird der Ultraschallimpuls von dem
Ultraschallwandler 2 übertragen
und er wird von dem Ultraschallwandler 3 empfangen. Dann
wird die Ausbreitungszeit t2 in der arithmetischen Einheit 8 berechnet.
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Hier
wird vorausgesetzt, dass ein Abstand zwischen den Zentren der Ultraschallwandler 2 und 3 L
ist, die Schallgeschwindigkeit in dem LP-Gas, wenn kein Wind bläst, C ist,
die Strömungsgeschwindigkeit
in der Strömungsgeschwindigkeitsmesseinheit 1 V
ist und der Winkel zwischen der Strömungsrichtung des zu messenden
Fluids und dem Zentrum der Ultraschallwandler 2 und 3 θ ist. Dann
können
die Werte der Ausbreitungszeit t1 und t2 durch die Gleichungen (1)
und (2) ausgedrückt
werden. Wenn die Schallgeschwindigkeit C in dem zu messenden Fluid
aus den Gleichungen (1) und (2) entfernt wird, wird die Strömungsgeschwindigkeit V
durch die Gleichung (3) erhalten. Da der Wert von L bereits bekannt
ist, kann die Strömungsgeschwindigkeit V
berechnet werden, wenn die Werte t1 und t2 gemessen sind.
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Allerdings
ist die Zeitdifferenz zwischen t1 und t2 sehr klein, wenn die Strömungsgeschwindigkeit
V langsam ist und es ist schwierig, sie genau zu messen. Aus diesem
Grund wird ein Mittelungsverfahren zur N-fachen Wiederholung der
Messung oder ein Sing-Around-Verfahren angewendet, um die Genauigkeit
zum Messen der Ausbreitungszeit wie z. B. t1 oder t2 zu verbessern,
und die Genauigkeit zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit ist erhöht. Hier
kann, unter der Annahme, dass die Fläche der Strömungsgeschwindigkeitsmesseinheit 1 S
ist und ein Korrekturfaktor K ist, die Strömungsgeschwindigkeit Q berechnet
werden durch die Gleichung (4): Q = KSV (4)
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Als
Nächstes
erfolgt eine Beschreibung des in dem Ultraschallströmungsmesser
verwendeten Ultraschallwandlers. Um die Genauigkeit zum Messen der
Strömungsgeschwindigkeit
zu erhöhen,
ist zu bevorzugen, dass die Kennlinien eines Paares der Ultraschallwandler
miteinander abgeglichen sind. Wenn jedoch eine verfahren zum Löten eines
Drahtes, im Allgemeinen als das Verfahren zur elektrischen Verbindung
bekannt, verwendet wird, können
Frequenzkennlinien oder eine Übertragungs-/Empfangsempfindlichkeit
durch eine thermische Belastung oder Menge des verwendeten Lots
beeinträchtigt
sein. Im Hinblick darauf wird zum Zweck der Reduktion der Schwankungen
der Frequenzkennlinien und der Übertragungs-/Empfangsempfindlichkeit
der in 2 gezeigte Ultraschallwandler
verwendet. In 2 umfasst ein Ultraschallwandler 10 einen piezoelektrischen
Körper 11 mit
Elektrodenoberflächen 12 und 13,
eine Anpassschicht 14, ein Gehäuse 15 mit zylindrischer
Form und einer Decke, die aus SUS (Edelstahl) hergestellt ist, einen
elektrisch leitenden, elastischen Körper 16 und einen
Anschlussblock 19 mit zwei Anschlüssen 17 und 18.
Jede der Elektrodenoberflächen 12 und 13 ist
in quadratischer Form entworfen, wobei jede Seite etwa 7,6 mm beträgt. Die
Anpassschicht 14 besitzt einen Durchmesser von etwa 11
mm und der Durchmesser eines Teils des Gehäuses 15 in der Nähe der Decke
beträgt
etwa 11 mm.
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Als
Erstes werden die Anpassschicht 14 und die Elektrodenoberfläche 12 des
piezoelektrischen Körpers 11 unter
Verwendung eines Epoxid-Klebstoffes
an die Decke des Gehäuses 15,
das aus SUS (Edelstahl) hergestellt ist und eine Dicke von 0,2 mm
aufweist, geklebt. Durch Verringern der Dicke des Klebstoffes ist
es möglich,
eine Bindung zu erreichen und auch für eine elektrische Verbindung
zwischen der Elektrodenoberfläche 12 und
dem Gehäuse 15 zu
sorgen. Als Nächstes
wird der elektrisch leitende, elastische Körper 16 (z. B. ein
elektrisch leitender Gummi aus Silikongummi) zwischen der Elektrodenoberfläche 13 des
piezoelektrischen Körpers 11 und
dem Anschluss 17 des Anschlussblocks 19 angeordnet
und er wird unter Druck gesetzt. In diesem Zustand wird der äußere Umfangsabschnitt 23 des
Anschlussblocks 19 mit dem äußeren Umfangsabschnitt 24 des
Gehäuses 15 durch
Elektroschweißen
verbunden.
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Der äußere Umfang 21 und
der zentrale Abschnitt 22 des Anschlussblocks 19 sind
z. B. aus Eisen hergestellt. Der Anschluss 18 ist an dem äußeren Umfangsabschnitt 21 vorgesehen
und der Anschluss 17 ist an dem zentralen Abschnitt 22 vorgesehen.
Der äußere Umfangsabschnitt 21 ist
durch ein Glasmaterial 20 von dem zentralen Abschnitt 22 elektrisch
isoliert. Infolgedessen sind die Elektrodenoberfläche 13 und
der Anschluss 17 miteinander elektrisch verbunden. Die
Elektrodenoberfläche 12 ist
mit dem Anschluss 18 über
das Gehäuse 15,
das auch als eine äußere Elektrode
dient, und über
den äußeren Umfangsabschnitt 21 des
Anschlussblocks 19 elektrisch verbunden.
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In
dem Ultraschallwandler 10 mit der obigen Anordnung sind
kein/e thermischer Einfluss und mechanische Belastung auf den piezoelektrischen
Körper 11 gegeben.
Daher können,
wenn die Kennlinien und Abmessungen des piezoelektrischen Körpers 11,
des Gehäuses 12 und
der Anpassschicht gut gesteuert sind, die Schwankungen der Kennlinien
reduziert werden und es ist möglich,
ein Paar Ultraschallwandler zu erhalten, die identische Kennlinien
aufweisen. Infolgedessen kann die Messgenauigkeit des Ultraschallströmungsmessers
verbessert werden. Des Weiteren können Probleme infolge eines
Lösens
verringert werden, da kein Leitungsdraht verwendet wird, und durch
ein Lot verursachte Umweltprobleme können vermieden werden.
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In
der Ausführungsform
wie oben beschrieben wird ein elektrisch leitender Gummi, der aus
Silikongummi hergestellt ist, als elastischer Körper 16 verwendet,
während
eine andere Arte von elastischen Materialien wie z. B: ein NBR-Gummi,
Flüssigkristallpolymer
etc. verwendet werden kann, sofern es sich dabei um ein elastisches
Material mit elektrischer Leitfähigkeit
handelt. Im obigen Fall wird LP-Gas als das zu messende Fluid verwendet,
während
andere Arten von Gasen wie z. B. Stadtgas oder Luft oder eine Flüssigkeit
wie z. B. Wasser verwendet werden können. Im obigen Fall ist die
Frequenz des Ultraschallwandlers 2 und 3 bei 500 kHz
festgelegt, während
andere Frequenzen als 500 kHz, die zum Messen des zu messenden Fluids
geeignet sind, gewählt
werden können.
Im obigen Fall ist der Ultraschallwandler 2 und 3 schräg in Bezug
auf die Strömungsrichtung
angeordnet, während
er parallel zu der Strömung
angeordnet sein kann oder an solch einer Position angeordnet sein
kann, dass eine Reflexion von der Innenwandoberfläche der
Strömungsgeschwindigkeitsmesseinheit 1 verwendet
werden kann. Im obigen Fall sind der äußer Umfangsabschnitt 21 und
der zentrale Abschnitt 22 durch das Glasmaterial 20 elektrisch
isoliert, während
ein anderes Material als Glas verwen det werden kann, sofern es sich
um ein isolierendes Material handelt. Beispielsweise kann ein Harz
wie z. B. ein Epoxidharz verwendet werden. Auch ist in dem obigen
Fall der piezoelektrische Körper 11 an
die Decke des Gehäuses 15 geklebt,
das zylinderförmig
entworfen ist, während
dieses nicht auf den obigen Zustand beschränkt ist. Das Gehäuse 15 kann
auch in einer anderen Form als die Zylinderform mit einer Decke
entworfen sein oder kann durch Kleben an die Außenwandoberfläche der
Strömungsgeschwindigkeitsmesseinheit 1 angeordnet
sein. Das Gehäuse 15 wird
in einer Richtung zum Übertragen
und Empfangen einer Ultraschallwelle verwendet, während es
in einer entgegengesetzten Richtung zu der Richtung des Übertragens
und Empfangens verwendet werden kann. In dem obigen Fall ist beschrieben,
dass der Ultraschallwandler 2 und 3 in einem Ultraschallströmungsmesser
verwendet wird, während
er in anderen Anwendungen wie z. B. als Ultraschallwandler für eine Fehlererkennung,
Ultraschallsonde zur medizinischen Verwendung, Ultraschallwandler
für Abstandsmessungen,
Ultraschallsonar für
Unterwassermessungen etc. verwendet werden kann. Ferner kann, wenn
die Luft in dem durch das Gehäuse 15 und
den Anschlussblock 19 definierten Raum durch Stickstoff
oder ein Inertgas ersetzt ist, eine Oxidation der Elektrodenoberflächen 12 und 13 und
eine Korrosion des elastischen Körpers
verhindert werden und dies trägt
weiter zur Verbesserung der Zuverlässigkeit bei.
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3 ist
eine Querschnittsansicht eines Ultraschallwandlers. Die Bezugsziffer 25 bezeichnet
einen Ultraschallwandler und dieser umfasst einen piezoelektrischen
Körper 11 mit
Elektrodenoberflächen 12 und 13, eine
Anpassschicht 14, ein Gehäuse 15, einen Anschlussblock 19 mit
zwei Anschlüssen 17 und 18 und
ein Glasmaterial 20, um den Anschluss 18 von dem
Anschluss 17 elektrisch zu isolieren. Diese Anordnung ist
dieselbe wie die in 2 gezeigte. Sie
unterscheidet sich von der in 2 gezeigten
darin, dass die elektrisch leitenden, elastischen Körper 26 und 27 ver wendet
werden, um die zwei Elektrodenoberflächen 12 und 13 des piezoelektrischen
Körpers 11 elektrisch
zu verbinden. Der Betrieb und die Funktionen des Ultraschallströmungsmessers
sind dieselben wie in der Ausführungsform
1 und eine detaillierte Beschreibung wird hier nicht gegeben.
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Es
folgt nun eine Beschreibung eines Beispiels eines Verfahrens zum
Zusammenbau des Ultraschallwandlers 25 unter Verwendung
des elektrisch leitenden, elastischen Körpers 26 anstelle
des Klebens für
eine elektrische Verbindung zwischen der Elektrodenoberfläche 12 des
piezoelektrischen Körpers 11 und
dem Gehäuse 15.
Als Erstes wird die Anpassschicht 14 z. B. unter Verwendung
eines Epoxid-Klebstoffes an die Decke des Gehäuses 15, das aus SUS
(Edelstahl) hergestellt ist und eine Dicke von 0,2 mm aufweist,
geklebt. Als Nächstes
wird der elektrisch leitende, elastische Körper 26 (z. B. ein
elektrisch leitender Gummi aus Silikongummi) an der Innenseite des
Gehäuses 15 derart
angeordnet, dass die Elektrodenoberfläche 12 des piezoelektrischen
Körpers 11 mit
dem elastischen Körper 26 in
Kontakt gelangt. Dann wird der elastische Körper 27 (z. B. ein
elektrisch leitender Gummi aus Silikongummi) mit der Elektrodenoberfläche 13 des
piezoelektrischen Körpers 11 in
Kontakt gebracht. Der elastische Körper 27 wird zwischen
der Elektrodenoberfläche 13 und
dem zentralen Abschnitt 22 des Anschlusses des Anschlussblocks 19 angeordnet
und unter Druck gesetzt. In diesem Zustand werden der äußere Umfangsabschnitt 23 des
Anschlussblocks 19 und der äußere Umfang 24 des
Gehäuses 15 durch
Elektroschweißen
verbunden. Der äußere Umfangsabschnitt 21 des
Anschlussblocks 19 und der zentrale Abschnitt 22 sind
z. B. aus Eisen hergestellt. Der Anschluss 18 und der Anschluss 17 sind an
dem äußeren Umfangsabschnitt 21 bzw.
an dem zentralen Abschnitt 22 angeordnet. Der äußere Umfangsabschnitt 21 ist
durch ein Glasmaterial 20 von dem zentralen Abschnitt 22 elektrisch
isoliert. Infolgedessen ist die Elektrodenoberfläche 13 mit dem Anschluss 17 elektrisch
verbunden und die Elektrodenoberfläche 12 ist mit dem
Anschluss 18 über
den äußeren Umfangsabschnitt 21 des
Anschlussblocks 19 elektrisch verbunden.
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In
dem Ultraschallwandler 25 wie oben beschrieben wird eine
elektrische Verbindung zwischen der Elektrodenoberfläche 12 des
piezoelektrischen Körpers 11 und
dem Gehäuse 15 nicht
durch Kleben, sondern durch die Druckverbindung mit Hilfe der elastischen
Körper 26 und 27 erreicht.
Infolgedessen können
die Schwankungen von Kennlinien und der Übertragungs-/Empfangsempfindlichkeit
auf Grund einer Schwankung der Dicke des Klebstoffes reduziert werden
und dies macht es möglich,
die Messung mit hoher Genauigkeit zu erreichen.
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In
der vorliegenden Ausführungsform
wird ein elektrisch leitender Gummi, der aus Silikongummi hergestellt
ist, als elastische Körper 26 und 27 verwendet,
während
eine beliebige andere Art von elastischen Materialien wie z. B.
ein NBR-Gummi, Flüssigkristallpolymer
etc. verwendet werden kann, sofern es sich dabei um einen elektrisch
leitenden, elastischen Körper
handelt.
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Im
Folgenden wird eine Beschreibung einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung gegeben. 4 ist
eine Querschnittsansicht eines Ultraschallwandlers der vorliegenden
Erfindung. Die Bezugsziffer 28 bezeichnet einen Ultraschallwandler
und dieser umfasst einen piezoelektrischen Körper 11 mit Elektrodenoberflächen 12 und 13,
eine Anpassschicht 14, ein Gehäuse 15 und einen elektrisch
leitenden, elastischen Körper 16 und
diese Anordnung ist dieselbe wie die in 2 gezeigte. Diese
Anordnung unterscheidet sich von der in 2 gezeigten
darin, dass eine Ausnehmung 30 an einem Anschlussblock 29 vorgesehen
ist, der zwei Anschlüsse 17 und 18 als
Mittel zur Verhinderung einer Bewegung des elastischen Körpers 16 in
einer lateralen Richtung aufweist. Der Betrieb und die Funktionen
des Ultraschallströmungsmessers
sind dieselben wie in der Ausführungsform
1 und eine detaillierte Beschreibung wird hier nicht gegeben.
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Als
Erstes ist die Anordnung des Anschlussblocks 29 beschrieben.
Der äußere Umfangsabschnitt 21 und
der zentrale Abschnitt 22 des Anschlussblocks 29 sind
z. B. aus Eisen hergestellt und die Dicke des zentralen Abschnitts 22 ist
dünner
als die Dicke des äußeren Umfangsabschnitts 21,
sodass die Ausnehmung 30 in der Nähe des Zentrums des Anschlussblocks 29 gebildet
ist. Der äußere Umfangsabschnitt 21 ist
durch ein Glasmaterial 20 von dem zentralen Abschnitt 22 elektrisch
isoliert und die Dicke des Glasmaterials 20 ist annähernd dieselbe
wie die Dicke des äußeren Umfangsabschnitts 21.
Der Anschluss 18 ist an dem äußeren Umfangsabschnitt 21 vorgesehen
und der Anschluss 17 ist an dem zentralen Abschnitt 22 angeordnet.
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Es
folgt nun eine Beschreibung eines Beispiels eines Verfahrens zum
Zusammenbau des Ultraschallwandlers 28 unter Verwendung
des Anschlussblocks 29 mit der obigen Anordnung. Als Erstes
werden die Anpassschicht 14 und die Elektrodenoberfläche 12 des
piezoelektrischen Körpers 11 z.
B. unter Verwendung eines Epoxid-Klebstoffes an die Decke des Gehäuses 15,
das aus SUS (Edelstahl) hergestellt ist und eine Dicke von 0,2 mm
aufweist, geklebt. In diesem Fall wird durch Verringern der Dicke
des Klebstoffes eine elektrische Verbindung zwischen der Elektrodenoberfläche 12 und
dem Gehäuse 15 gleichzeitig
mit dem Kleben erreicht. Als Nächstes
wird der elastische Körper 16,
der aus einem elektrisch leitenden Gummi hergestellt ist, nach unten
in die Ausnehmung 30 bewegt. Dieser elastische Körper 16 wird
zwischen der Elektrodenoberfläche 13 und
dem zentralen Abschnitt 22 angeordnet und unter Druck ge setzt.
In diesem Zustand wird der äußere Umfang 23 des
Anschlussblocks 29 mit dem äußeren Umfang 24 des
Gehäuses 15 durch
Elektroschweißen
verbunden.
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In
dem Ultraschallwandler 28 mit der obigen Anordnung ist
eine Bewegung des elektrisch leitenden, elastischen Körpers 16 in
einer lateralen Richtung durch die Ausnehmung 30 verhindert
und dies trägt
dazu bei, einen schlechten Kontakt auf Grund der Bewegung des elastischen
Körpers 16 zu
verhindern, und die Verlässlichkeit
ist verbessert. Ferner wird der elastische Körper 16 nach unten
in die Ausnehmung 30 des Anschlussblocks 29 bewegt
und dies macht es möglich,
die Bewegung des elastischen Körpers 16 zu
verhindern; wenn der Anschlussblock 29 fixiert ist, wie
auch das Zusammenbauverfahren zu erleichtern.
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In
der obigen Ausführungsform
ist die Dicke des äußeren Umfangsabschnitts 21 annähernd gleich
wie die Dicke des Glasmaterials 20 gebildet. Wenn der äußere Umfangsabschnitt 21 und
der zentrale Abschnitt 22 nicht durch den elastischen Körper 16 elektrisch
kurzgeschlossen sind, besteht keine Notwendigkeit, die Dicke anzugleichen.
In dem obigen Fall wird die Ausnehmung 30 gebildet, indem
die Dicke des zentralen Abschnitts 22 mehr als die des äußeren Umfangsabschnitts 21 reduziert
wird, während
die Ausnehmung an dem zentralen Abschnitt 22 vorgesehen
sein kann.
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Im
Folgenden wird eine Beschreibung einer noch weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung gegeben. 5 ist
eine Querschnittsansicht eines Ultraschallwandlers der vorliegenden
Erfindung. Die Bezugsziffer 31 bezeichnet einen Ultraschallwandler
und dieser umfasst einen piezoelektrischen Körper 11 mit Elektrodenoberflächen 12 und 13,
eine Anpassschicht 14, ein Gehäuse 15 und einen elektrisch
leitenden, elastischen Körper 16.
Diese Anordnung ist dieselbe wie die in 2 gezeigte.
Sie unterscheidet sich von der Anordnung in den 2A und 2B darin,
dass eine Vorsprung 33 an einem Anschlussblock 32 vorgesehen
ist, der zwei Anschlüsse 17 und 18 als
Mittel zur Verhinderung einer Bewegung des elastischen Körpers 16 in
einer lateralen Richtung aufweist. Der Betrieb und die Funktionen des
Ultraschallströmungsmessers
sind hier nicht beschrieben, da diese dieselben wie in der Ausführungsform 1
sind.
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Als
Erstes ist die Anordnung des Anschlussblocks 32 beschrieben.
Der äußere Umfangsabschnitt 21 und
der zentrale Abschnitt 22 des Anschlussblocks 32 sind
z. B. aus Eisen hergestellt und der äußere Umfangsabschnitt 21 ist
durch ein Glasmaterial 20 von dem zentralen Abschnitt 22 elektrisch
isoliert. Die Dicke des Glasmaterials 20 ist kleiner als
die Dicke des äußeren Umfangsabschnitts 21 und
des zentralen Abschnitts 22, sodass der Vorsprung 33 an
dem Anschlussblock 32 vorgesehen ist. Der Anschluss 18 ist
an dem äußeren Umfangsabschnitt 21 angeordnet
und der Anschluss 17 ist an dem zentralen Abschnitt 22 angeordnet.
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Es
folgt nun eine Beschreibung eines Beispiels eines Verfahrens zum
Zusammenbau des Ultraschallwandlers 31 unter Verwendung
des Anschlussblocks 32 mit der obigen Anordnung. Als Erstes
werden die Anpassschicht 14 und die Elektrodenoberfläche 12 des
piezoelektrischen Körpers 11 z.
B. unter Verwendung eines Epoxid-Klebstoffes an die Decke des Gehäuses 15,
das aus SUS (Edelstahl) hergestellt ist und eine Dicke von 0,2 mm
aufweist, geklebt. In diesem Fall wird durch Verringern der Dicke
des Klebstoffes eine elektrische Verbindung für die Elektrodenoberfläche 12 und
das Gehäuse 15 gleichzeitig
mit dem Kleben erreicht. Als Nächstes
wird ein elastischer Körper 16,
der aus einem elektrisch leiten den Gummi hergestellt ist, an der
Innenseite des Vorsprungs 33 des Anschlussblocks 32 angeordnet.
Dieser elastische Körper 16 wird
zwischen der Elektrodenoberfläche 13 und
dem zentralen Abschnitt 22 angeordnet und unter Druck gesetzt.
In diesem Zustand werden der äußere Umfang 23 des
Anschlussblocks 32 und der äußere Umfang 24 des
Gehäuses 15 durch
Elektroschweißen
verbunden.
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In
dem Ultraschallwandler 31 mit der obigen Anordnung ist
die Bewegung des elektrisch leitenden, elastischen Körpers 16 in
einer lateralen Richtung durch den Vorsprung 33 verhindert.
Dies macht es möglich, einen
schlechten Kontakt auf Grund der Bewegung des elastischen Körpers 16 zu
verhindern und die Verlässlichkeit
zu erhöhen.
Ferner wird, da der elastische Körper 16 nach
unten zu dem Vorsprung 33 des Anschlussblocks 32 bewegt
wird, die Bewegung des elastischen Körpers 16 verhindert,
wenn der Anschlussblock 32 fixiert ist, und dies erleichtert
das Zusammenbauverfahren.
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In
der obigen Ausführungsform
ist der Vorsprung an dem Glasmaterial 20 gebildet, während der
Vorsprung an dem Außenumfang
des zentralen Abschnitts 22 angeordnet sein kann und der
zentrale Abschnitt 22 von dem äußeren Umfangsabschnitt 21 isoliert
sein kann.
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6 ist
eine Querschnittsansicht eines weiteren Ultraschallwandlers. Die
Bezugsziffer 34 bezeichnet einen Ultraschallwandler und
dieser umfasst einen piezoelektrischen Körper 11 mit Elektrodenoberflächen 12 und 13,
eine Anpassschicht 14, ein Gehäuse 15 und einen Anschlussblock 19 mit
zwei Anschlüssen 17 und 18.
Diese Anordnung ist dieselbe wie die in 2 gezeigte.
Sie unterscheidet sich von der Anordnung in 2 darin,
dass eine leitende Einheit 36 und eine isolierende Einheit 37 an
dem elektrisch leitenden, elastischen Körper 35 angeordnet
sind. Der Betrieb und die Funktionen des Ultraschallströmungsmessers
sind hier nicht beschrieben, da diese dieselben wie in der Ausführungsform
1 sind.
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Als
Erstes wird die Anordnung des elektrisch leitenden, elastischen
Körpers 35 unter
Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. 7 ist eine
Querschnittsansicht des elektrisch leitenden, elastischen Körpers 35.
Die leitende Einheit 36 ist aus einem elektrisch leitenden
Silikongummi hergestellt und eine isolierende Einheit 37,
die aus einem isolierenden Silikongummi hergestellt ist, ist derart
angeordnet, dass sie die leitende Einheit 36 umhüllt.
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Es
folgt nun eine Beschreibung eines Beispiels eines Verfahrens zum
Zusammenbau des Ultraschallwandlers 34 unter Verwendung
des elastischen Körpers 35 wie
oben beschrieben. Als Erstes werden die Anpassschicht 14 und
die Elektrodenoberfläche 12 des
piezoelektrischen Körpers 11 z.
B. unter Verwendung eines Epoxid-Klebstoffes an die Decke des Gehäuses 15,
das aus SUS (Edelstahl) hergestellt ist und eine Dicke von 0,2 mm
aufweist, geklebt. In diesem Fall wird durch Verringern der Dicke
des Klebstoffes eine elektrische Verbindung der Elektrodenoberfläche 12 und
des Gehäuses 15 gleichzeitig
mit dem Kleben erreicht. Als Nächstes
wird der elektrisch leitende, elastische Körper 35 zwischen der
Elektrodenoberfläche 13 des
piezoelektrischen Körpers 11 und
dem zentralen Abschnitt 22 des Anschlussblocks 19 angeordnet
und wird unter Druck gesetzt. In diesem Zustand werden der Außenumfang 23 des
Anschlussblocks 19 und der Außenumfang 24 des Gehäuses 15 durch
Elektroschweißen
verbunden. Der äußere Umfangsabschnitt 21 und
der zentrale Abschnitt 22 des Anschlussblocks 19 sind
z. B. aus Eisen hergestellt. Der Anschluss 18 ist an dem äußeren Umfangsabschnitt 21 angeordnet
und der Anschluss 17 ist an dem zentralen Abschnitt 22 angeordnet. Der äußere Umfangsabschnitt 21 ist
durch das Glasmaterial 20 von dem zentralen Abschnitt 22 elektrisch
isoliert. Infolgedessen ist die Elektrodenoberfläche 13 mit dem Anschluss 17 elektrisch
verbunden und die Elektrodenoberfläche 12 ist mit dem
Anschluss 18 über
das Gehäuse 15,
das auch als eine externe Elektrode dient, und über den äußeren Umfangsabschnitt 21 des
Anschlussblocks 19 elektrisch verbunden.
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In
dem Ultraschallwandler 34 mit der obigen Anordnung ist
eine isolierende Einheit 37 an dem Außenumfang des für eine elektrische
Verbindung verwendeten elastischen Körpers 35 vorgesehen
und dies macht es möglich,
einen elektrischen Kurzschluss von zwei externen Elektroden zu verhindern,
selbst wenn eine Abweichung der Position des elastischen Körpers 35 beim
Zusammenbauprozess vorliegt. Dies trägt zu der Verringerung von
Problemen bei, die durch einen elektrischen Kurzschluss verursacht
werden, erleichtert den Zusammenbau und verbessert die Verlässlichkeit.
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In
der obigen Ausführungsform
wird ein elektrisch leitender Gummi, der aus Silikongummi hergestellt ist,
als Material für
die leitende Einheit 36 verwendet, während jede beliebige Art von
elastischem Material wie z. B. ein NBR-Gummi, Flüssigkristallpolymer etc. verwendet
werden kann, sofern es sich dabei um ein elektrisch leitendes, elastisches
Material handelt. Auch wird im obigen Fall ein Silikongummi mit
isolierenden Eigenschaften als Material für die isolierende Einheit 37 verwendet,
während
andere Arten von isolierendem Material verwendet werden können. Im
obigen Fall ist sie derart entworfen, dass die isolierende Einheit 37 die leitende
Einheit 36 in dem elektrisch leitenden, elastischen Körper 35 umhüllt, während sie
auch als ein elastischer Körper 38,
wie in 8 gezeigt, entworfen sein kann, d. h., eine leitende
Schicht 39 und eine isolierende Schicht 40 sind
abwechselnd in Schichten angeordnet, um die Elastizität beizubehalten.
Des Weiteren ist es möglich,
wie in 8 gezeigt, wenn die äußerste Schicht des elastischen
Körpers 38 als
Isolierschicht 39 entworfen ist, einen elektrischen Kurzschluss
der zwei externen Elektroden zu verhindern, selbst wenn die Dicke
des Glasmaterials 20 mehr verringert ist als die Dicke
des äußeren Umfangsabschnitts 21.
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In
den obigen Ausführungsformen
ist die Anpassschicht 14 an dem Gehäuse 15 angeordnet,
während es
abhängig
von dem zu messenden Fluid sein kann, dass keine Anpassschicht 14 vorgesehen
sein muss. Im obigen Fall ist das Gehäuse 15 aus SUS (Edelstahl)
hergestellt, während
ein anderes Metall wie z. B. Eisen, Aluminium, Messing, Kupfer,
etc. verwendet werden kann oder ein Harz wie z. B. ein Epoxidharz
mit einer Elektrode an der Oberfläche verwendet werden kann.
Im obigen Fall sind der äußere Umfangsabschnitt 21 und
der zentrale Abschnitt 22 des Anschlussblocks aus Eisen
hergestellt, während
ein anderes Metall wie z. B. SUS (Edelstahl), Aluminium, Messing,
Kupfer, etc. verwendet werden kann oder ein Harz wie z. B. ein Epoxidharz mit
einer Elektrode an der Oberfläche
verwendet werden kann. Im obigen Fall ist der äußere Umfang 23 des Anschlussblocks
elektrisch an den äußeren Umfang 24 des
Gehäuses
geschweißt,
während
eine andere Schweißung
als eine Elektroschweißung
oder eine Klebung durchgeführt
werden kann.
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Wie
aus der obigen Beschreibung offensichtlich ist, können durch
die vorliegende Erfindung die folgenden Wirkungen erhalten werden:
Der
Ultraschallwandler zum Übertragen
und Empfangen von Ultraschallwellen gemäß der vorliegenden Erfindung
umfasst einen piezoelektrischen Körper mit Elektrodenoberflächen an
zwei gegenüberliegenden
Flächen und
eine externe Elektrodeneinheit zum Übertragen eines elektrischen
Signals an den piezoelektrischen Körper, wobei eine von den Elektrodenoberflächen des
piezoelektrischen Körpers
und die externe Elektrodenein heit miteinander über einen elektrisch leitenden,
elastischen Körper
elektrisch verbunden sind Infolgedessen sind Frequenzkennlinien
miteinander abgeglichen, da keine thermische Belastung auf Grund
von Löten
vorhanden ist, und die Umweltbelastung kann reduziert werden.
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Der
Ultraschallwandler gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst zwei externe
Elektrodeneinheiten, wobei eine der Elektrodenoberflächen eines
piezoelektrischen Körpers
mit der anderen der externen Elektrodeneinheiten über einen
elektrisch leitenden, elastischen Körper elektrisch verbunden ist,
und die andere der externen Elektrodenoberflächen des piezoelektrischen
Körpers
mit der anderen der externen Elektrodeneinheiten durch Kleben elektrisch
verbunden ist, wobei Frequenzkennlinien miteinander abgeglichen
sind, da keine thermische Belastung auf Grund von Löten vorhanden
ist, und die Umweltbelastung reduziert ist.
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Der
Ultraschallwandler gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst zwei externe
Elektrodeneinheiten, wobei jede der Elektrodenoberflächen des
piezoelektrischen Körpers
mit jeder der externen Elektrodeneinheiten über einen elektrisch leitenden,
elastischen Körper
elektrisch verbunden ist, wobei die Umweltbelastung auf Grund von
Löten reduziert
ist, Schwankungen der Frequenzkennlinien und der Übertragungs-/Empfangsempfindlichkeit
auf Grund von Schwankungen der Dicke eines Klebstoffes reduziert
sind und eine Messung mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden
kann.
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In
dem Ultraschallwandler gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die Elektrodenoberfläche des
piezoelektrischen Körpers
und die externe Elektrodeneinheit durch dazwischen Anordnen und
unter Druck setzen des elektrisch leitenden, elastischen Körpers verbunden, wobei
Schwankungen der Frequenzkennlinien reduziert werden können, da
keine thermische Belastung auf Grund von Löten vorhanden ist, und ein
Ultraschallwandler einfach zusammengebaut werden kann.
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Der
Ultraschallwandler gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst einen Anschlussblock,
der zwei elektrisch getrennte Anschlüsse aufweist, wobei die zwei
Anschlüsse
mit jeder der externen Elektrodeneinheiten elektrisch verbunden
sind und ein Ultraschallwandler erhalten werden kann, der unter
Verwendung eines Leitungsdrahtes einfach mit einer externen Vorrichtung
verbindbar ist.
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Der
Ultraschallwandler gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst ein Mittel, um zu verhindern, dass sich der elektrisch
leitende, elastische Körper
in einer lateralen Richtung bewegt, und ein Lösen auf Grund der Bewegung
des elektrisch leitenden, elastischen Körpers kann verhindert werden
und ein Ultraschallwandler mit hoher Verlässlichkeit kann erhalten werden.
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In
dem Ultraschallwandler gemäß der vorliegenden
Erfindung ist das eine Bewegung verhindernde Mittel eine Ausnehmung,
die an dem Anschlussblock angeordnet ist, und der elektrisch leitende,
elastische Körper
und eine der externen Elektrodeneinheiten sind auf der Innenseite
der Ausnehmung angeordnet, und, wenn der elektrisch leitende, elastische
Körper
nach unten in die Ausnehmung bewegt wird, kann eine schlechte Verbindung
auf Grund der Bewegung des elektrisch leitenden, elastischen Körpers in
einer lateralen Richtung verhindert werden und ein Ultraschallwandler
mit hoher Verlässlichkeit
kann erhalten werden. Ferner kann ein Ultraschallwandler erhalten
werden, der einfach zusammenzubauen ist, da die Bewegung des elektrisch
leitenden, elastischen Körpers
verhindert werden kann.
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In
dem Ultraschallwandler gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Ausnehmung durch
einen Vorsprung gebildet, der an dem Anschlussblock vorgesehen ist,
wobei der elektrisch leitende, elastische Körper und eine der externen
Elektrodeneinheiten auf einer Innenseite des Vorsprungs angeordnet
sind, und, wenn der Vorsprung derart angeordnet ist, dass er verhindert,
dass der elektrisch leitende, elastische Körper sich bewegt, kann ein
schlechter Kontakt, der durch die Bewegung des elektrisch leitenden, elastischen
Körpers
in einer lateralen Richtung verursacht wird, verhindert werden und
ein Ultraschallwandler mit hoher Verlässlichkeit kann erhalten werden.
Ferner kann ein Ultraschallwandler erhalten werden, der einfach
zusammenzubauen ist, da die Bewegung des elektrisch leitenden, elastischen
Körpers
durch den Vorsprung verhindert werden kann.
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In
dem Ultraschallwandler gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst der elektrisch
leitende, elastische Körper
eine elektrisch leitende Einheit und eine isolierende Einheit, und
ein elektrischer Kurzschluss von zwei externen Elektroden kann durch
die isolierende Einheit verhindert werden, und ein Ultraschallwandler
mit hoher Verlässlichkeit
kann erhalten werden.
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In
dem Ultraschallwandler gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die leitende Einheit
und die isolierende Einheit abwechselnd in Schichten angeordnet
und die äußersten
Schichten auf beiden Seiten sind isolierende Schichten, wobei ein
elektrischer Kurzschluss der zwei externen Elektroden durch die
isolierende Einheit verhindert werden kann und Probleme, die durch
einen elektrischen Kurzschluss verursacht werden können, verhindert
werden, und ein Ultraschallwandler, der ein fach zusammenzubauen
ist und eine hohe Verlässlichkeit
besitzt, erhalten werden kann.
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In
dem Ultraschallwandler gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist zumindest eine
der externen Elektrodeneinheiten eine Biegung auf und diese erhöht die Freiheitsgrade
an dem Punkt, wo die externe Elektrode fixiert ist, und ein Ultraschallwandler,
der einfach zusammenzubauen ist, kann erhalten werden.
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Der
Ultraschallströmungsmesser
gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst die Merkmale von Anspruch 4.
